Устройство для управления транзисторным полумостовым инвертором

 

Изобретение относится к электротехнике и может быть использовано в источниках вторичного электропитания. Цель изобретения - повышение его надежности. В устройство управления, содержащее задающий генератор 1, Т-тритгер 2, RS-триггер 3, источник 6 управляющего напряжения, компаратор 7, интегратор 8, ключ 11 и логические элементы И 4 и 5, выходы которых связаны с целями управления транзисторами инвертора, введены резистивный сумматор 13. эмиттерный повторитель 17, дополнительная обмотка 23 трансформатора 26 инвертора и выпрямительные диоды 19 и 20. При этом предлагаемое устройство f fe ON VI О О СО СО

СОЮЗ СОВЕТСКИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСКИХ

РЕСПУБЛИК (я)ю Н 02 М 3/335

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ

ПО ИЗОБРЕТЕНИЯМ И ОТКРЫТИЯМ

ПРИ ГКНТ СССР г «F(p

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ, ° «

«»

° ю

ЪФ

Ос

О

Cd

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ (21) 4679011/07 (22) 23.03.89 (46) 07.09.91. Бюл. tk 33 (71) Научно-исследовательский институт часовой промышленности и Специальное конструкторское бюро техники морских геологоразведочных работ с опытным производствомм (72) H.È.Áåýrà÷èí, В.Б.Никитин и С.А.Панчин (53) 621.316.727 (088.8) (56) Юрченко А.И. Преобразователь сетевого напряжения в стабилизированное постоянное./8 сб. . Электронная техника в автоматике. — M. Радио и связь, 1981, с.

42-47.

Авторское свидетельство СССР

N. 1467711, кл. Н 02 М 7/48, 23.03.89. Ж 1676033 А1 (54) УСТРОЙСТВО ДЛЯ УПРАВЛЕНИЯ

ТРАНЗИСТОРНЫМ ПОЛУМОСТОВЫМ ИНВ.Е PTOPOM (57) Изобретение относится к электротехни ке и может быть использовано в источниках вторичного электропитания. Цель изобретения — повышение его надежности. В устройство управления, содержащее задающий генератор 1, Т-триггер 2, RS-триггер

3, источник 6 управляющего напряжения, компаратор 7, интегратор 8, ключ 11 и логические элементы И 4 и 5, выходы которых связаны с цепями управления транзисторами инвертора, введены резистивный сумматор 13, эмиттерный повторитель 17, дополнительная обмотка 23 трансформатора 26 инвертора и выпрямительные диоды

19 и 20, При этом предлагаемое устройство

1676033

10 обеспечивает режимы стабилизации выходного напряжения и симметрирование режиИзобретение относится к электротехнике и может быть использовано в источниках вторичного электропитания.

Целью изобретения является повышение надежности.

На фиг, 1 представлена принципиальная схема предлагаемого устройства; на фиг, 2 — временные диаграммы, поясняющие era работу, Устройство содержит задающий генератор 1, соединенный со счетным входом

Т-триггера 2 и S-входом RS-триггера 3, выходы которых подключены к входам логических элементов И 4 и 5, источник 6 управляющего напряжения, соединенный с инвертирующим входом компаратора 7, прямой вход котс рого подключен к выходу интегратора 8, со=тоящего иэ резистора 9 и конденсатора 10, к точке соединения которых подключен первый электрод ключа 11, управляющий вход KGT0pol о соединен с выходом компаратора 7, датчик 12 выходного напряжения инвертора, подключенный к входу интегратора 8, резистивный сумматор 13, состоящий из резисторов 14 — 16, выход которого соединен с вторым электродом ключа 11, эмиттерный повторитель 17, вход которого подключен к делителю 18 входного напряжения инвертора, а выход— к первому входу резистивного сумматора

13, выпрямительные диоды 19 и 20, включенные между вторым входом резистивного сумматора 13 и клеммами 21 и 22 дополнительной обмотки 23 трансформатора инвертора, Полумостовой инвертор содержит источник 24 входного напряжения инвертора, емкостный делитель 25 напряжения, трансформатор 26, первичная обмотка 27 которого включена между емкостным делителем

25 и общей точкой силовых транзисторов 28, схемы 29 управления силовыми транзисторами, диоды 30 обратного тока и нагрузку

31, На фиг. 2 представлены диаграммы 32—

40 напряжений.

Устройство работает следующим образом.

Задающий генератор 1 вырабатывает короткие импульсы постоянной частоты (фиг, 2, диаграмма 32),:,оторые поступают на счетный вход Т-триггера и S-вход RSтриггера. На прямом и инверсном выходах

Т-триггера появляются прямоугольные иммов. перемагничивания трансформатора, что повышает его надежность. 2 ил. пульсы 33 и 34 частотой, вдвое меньшей, чем частота задающего генератора. Эти импульсы управляют логическими элементами И 4 и 5, разрешая в каждый момент времени включение только одного из транзисторов

28 инвертора.

Импульсами задающего генератора запускается R S-триггер 3 (диаграмма 37), который через логические элементы И 5 или 4 включает один из транзисторов 28 инвертора, При этом на вторичных обмотках трансформатора 26 появляется напряжение (диаграмма 38), которое с обмотки обратной связи поступает на датчик 12 выходного напряжения инвертора, Выпрямленное напряжение обмотки обратной связи с выхода датчика 12 поступает на вход интегратора 8, напряжение на выходе которого начинает линейно возрастать (напряжение Un на диаграмме 35).

Выходное напряжение интегратора поступает на компаратор 7, где сравнивается с управляющим напряжением U>. В момент t> совпадения напряжений компаратор вырабатывает импульс положительной полярности (диаграмма 36), который поступает на R-вход RS-триггера, сбрасывая его в начальное состояние (диаграмма 37), соответствующее выключенному состоянию транзисторов 28, Через время tp>, необходимое для рассасывания избыточных зарядов в базе, в момент времени и транзистор 28 выключается и напряжения на вторичных обмотках трансформатора 26 и выходе датчика 12 падает до нуля.

Импульс компаратора в момент времени t> поступает одновременно и на управляющий вход ключа 11, При этом замыкается цепь разряда накопительного конденсатора

10, в которую входят ключ 11 и резистор

14 реэистивного сумматора 13. Напряжение на резисторе 14 пропорционально разности между половиной напряжения питания, снимаемого с эмиттерного повтори45 теля 17, и напряжением на одном из конденсаторов емкостного делителя 25, снимаемого с дополнительной обмотки 23 трансформатора 26 инвертора. Поэтому конденсатор 10 разряжается на разность

50 напряжения ЛО = k(Usx/2 — Од) (диаграм.мы 35, 39 и 40). После этого происходит заряд конденсатора 10 в течение вре1676033

20

30 (уменьшает) напряжение на соответствующем конденсаторе емкостного делителя 35

45 каждом полупериоде и симметрирования. режима перемагничивания трансформато- 55 ра инвертора путем выравнивания напрямени, пока на интегратор поступает напряжение с датчика 12.

В течение времени tz — тз напряжение на конденсаторе 10 остается на уровне. достигнутом к моменту времени t2. В момент времени тз по импульсу задающего.генератора 1 включается транзистор другой фазы инвертора и напряжение U4 на конденсаторе 10 начинает линейно возрастать до величины напряжения управления. В момент времени та конденсатор 10 разряжается до величины напряжения (ЛО-), Напряжение (Ж-) равно напряжению hU+, но противоположно по знаку, так как в соседних полупериодах измеряется напряжение U< на конденсаторах делителя 25 противоположных.фаз инвертора. Абсолютные величины напряжений (Л U+) и (Л 0-) зависят от степени разбаланса напряжений на конденсаторах делителя 25, Увеличение Л U+ приводит к тому, что в следующем полупериоде компаратор 7 сработает раньше, уменьшив время включенного состояния тоанзистора противоположной фазы. И наоборот, увеличение (по абсолютной величине) напряжения (AU-) приводит к увеличению времени включенного состояния транзистора противоположной фазы в следующем полупериоде (диаграмма 35).

Уменьшение (увеличение) длительности включенного состояния транэистора соответствующей фазы увеличивает

25 за счет меньшей (большей) степени его разряда. Поэтому в предлагаемом устройстве для симметрирования режима работы йнвертора напряжения (Л U+) и (Л U-) иэменяются таким образом, чтобы уменьшить время включенного состояния транзистора. той фазы, амплитуда выходного напряжения в которой меньше, и увеличить для противоположной фазы. На диаграмме 39 показано как происходит суммирование половины входного напряжения к Usx/2 и напряжения на конденсаторах емкостного делителя 25 (с обратным знаком), а на диаграмме 40 — результат суммирования (напряжение на резисторе 14), Предлагаемое устройство обеспечивает режимы стабилизации среднего значения выходного напряжения инвертора в

10 жений на конденсаторах емкостного делителя напряжения. Зто достигается значительно более простыми средствами, чем в известном устройстве, В предлагаемом устройстве применен резистивный сумматор и дополнительная обмотка трансформатора инвертора с выпрямительными диодами, что позволяет отказаться от сумматора, реализуемого на операционном усилителе, и от аналогового коммутатора, реализуемого при помощи четырех аналоговых ключей.

Эм .ттерный повторитель в предлагаемом устройстве служит лишь для уменьшения мощности делителя 18 входного напряжения инвертора, а в качестве дополнительной обмотки 23 трансформатора инвертора может быть использована одна из вторичных обь.оток трансформатора, имеющая общий нулевой провод со схемой управления, например обмотка питания схемы управления или обмотка обратной связи, Формула изобретения

Устройство для управления транзисторным полумостовым инвертором, содержаще=. задающий генератор. подключенный к счетному входу Т-триггера и S-входу RSтриггера, прямой и инверсный выходы Ттриггера соединены с первыми, а выходы

RS-триггера — с вторыми входами первого и гторого элементов И, выходы которых предназначены для связи! с транзисторами инвертора, делитель входного напряжения инвертора и источник управляющего напряжения, соединенный с инвертирующим входом компаратора, выход которого соединен с R-входом RS-триггера, а прямой вход подключен к выходу интегратора, соединенного с датчиком выходного напряжения инвертора, к точке соединения конденсатора и резистора интегоатора подключен первый электрод ключа, управляющий вход которого соединен с выходом компаратора, о т л ич а ю щ е е с я тем, что,с целью г овышения надежности, введены полумостовой выпрямитель, эмиттерный повторитель и дополнительная обмотка трансформатора инеертора, резистивный сумматор, выход которого соединен с вторым электродом ключа, эмиттерный повторитель подключен между делителем входного напряжения инвертора и первым входом резистивного сумматора, а две клеммы до пол нител ьной обйотки трансформатора инвертора соединены с вторым входом реэистивного сумматора через диоды полумостового выпрямителя.

1676033

Фиг. Г

Составитель B.Ãîðäååâ

Техред М.Моргентал Корректор O.Кундрик

Редактор И.Шуллв

Производственно-издательский комбинат "Патент", г, Ужгород, ул.Гагарина, 101

Заказ 3011 Тираж Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета по изобретениям и открытиям при ГКНТ СССР

113035, Москва, Ж-35, Раушская наб., 4/5